LED封裝所驅(qū)動的功率大小受限于封裝體熱阻與所搭配之散熱模塊(Rca)，兩者決定LED的系統(tǒng)熱阻和穩(wěn)態(tài)所能忍受的最大功率值。為降低封裝熱阻，業(yè)者試圖加大封裝體內(nèi)LED晶粒分布距離，然LED晶粒分布面積不宜太大，過大的發(fā)光面積會使后續(xù)光學難以處理，也限制該產(chǎn)品的應用。不可一味將更多的LED晶粒封裝于單一體內(nèi)，以求達到高功率封裝目的，因為仍有諸多因素待考慮，尤其是對于應用面。

　　多晶粒封裝材料不斷發(fā)展

　　隨著LED封裝功率提升，多晶粒封裝(Multi-chip Package)成為趨勢，傳統(tǒng)高功率LED封裝多采用塑料射出之預成型導線架(Pre-mold Lead Frame)方式(圖1a)，封裝載體(Carrier)又稱為芯片承載(Die Pad)，為一連續(xù)的金屬塊，已無法滿足多晶粒串接之電性需求，電性串并聯(lián)方式直接影響LED晶粒電測分檔(Bin)的精密程度、可靠度壽命以及封裝體在應用時所需要的驅(qū)動電路設(shè)計。于是眾多LED封裝型式陸續(xù)被提出，圖2舉出幾個代表性高功率LED封裝典型例子。

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　　圖1　常見高功率LED封裝結(jié)構(gòu)示意

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　　圖2　典型具代表性之高功率LED封裝

　　廣為業(yè)界使用的高功率LED封裝結(jié)構(gòu)，主要的差異大致可從封裝載體之材料選用做區(qū)分，實現(xiàn)方式不外乎采用高導熱陶瓷基材或直接在金屬基材上做植晶封裝(圖1b)，成為板上芯片(Chip On Board， COB)的封裝形式。但因為高導熱陶瓷基材價格居高不下，另有經(jīng)濟的選擇，為使用低導熱積層陶瓷配合熱導通孔(Thermal Via)的設(shè)計(圖1c)，熱導通孔內(nèi)添入燒結(jié)金屬(如銀材)作為導熱路徑;此外，亦另有先進的作法，是使用半導體制程硅材為載體(圖1d)達到熱電分離，同時兼具高功率密度和低熱阻(<0.5℃/W)特性，可望將高功率LED封裝導入另一項革命。隨著LED功率和功率密度升級，將加速LED在各應用領(lǐng)域逐次取代傳統(tǒng)光源。

　　一級光學鏡片封裝材料選用舉足輕重

　　耐高溫且穩(wěn)定的封合膠體(Encapsulation)已被廣泛采用，不同硅膠基材間的取舍，除了加工性外，主要在于折射率的考慮，其將影響封裝體的光學特性，此包括光分配(Beam Distribution)與出光效率等。為維持穩(wěn)定一致的光學質(zhì)量，賦予一級光學鏡片(Primary Lens)有其必要性，好的鏡片設(shè)計可提供更佳的光輸出質(zhì)量，如更均勻的光強度、色坐標分布等，對于LED的有效出光有絕對的影響。

　　一級光學鏡片的設(shè)計，各家自有其道，一般在第一階出光多采用大出光角(≧120o)方式，再透過后續(xù)的二階光學處理調(diào)整達所需要的光形，大出光角的另一好處，是有利于將光萃取出來，呈現(xiàn)更好的發(fā)光效率值。

　　一級光學材料的選用是很大的關(guān)鍵點，在過去，受限于可光學成型材料的瓶頸，多數(shù)以光學聚碳酸脂(PC)或光學壓克力(PMMA)材質(zhì)為主(低階產(chǎn)品甚或有使用氧樹脂的例子)，現(xiàn)階段因硅膠材性質(zhì)已多有突破，陸續(xù)被使用在一級光學鏡片，然因膠材乃屬黏彈性非堅硬結(jié)構(gòu)，在光學精準性上會受到交鏈反應收縮程度差異影響，同時因硅膠容易吸收水氣，在高潮濕環(huán)境下，硅膠鏡片可能因吸濕膨脹而使原先設(shè)計的配光發(fā)生變化，硅膠材應用在高功率LED封裝，適處于推廣階段。至于在光學鏡片材料選用上，還有另一種可行方式，對于實現(xiàn)更精致光學質(zhì)量與高度可靠度需求者，可選用穩(wěn)定的玻璃鏡片，滿足長壽命和容許惡劣使用環(huán)境下嚴格考驗。